公路路基沉陷问题的处理方案

公路路基沉陷问题的处理方案

施工技术与运用

摘要：公路工程的施工中或者在路面通车使用一段时间后，路基工程可能会经常出现损害，如路堤整体沉降或局部沉陷，不仅导致了通车的不便并且大大降低了公路的使用性能。研究和把握公路路基沉陷的原因，就可以把路基沉陷这一公路病害处理在萌芽阶段，掌握路基沉陷的处理措施，可保证工程更加顺利的竣工。目前在处理公路路基沉陷问题上，灌浆加固技术是一个经济实用的工艺。本文通过某公路工程的实际案例，介绍了在公路路基沉陷时使用灌浆加固技术的优点，并详细介绍了灌浆加固技术的机理应用、处理方案、技术要求等方面的特点，用实例证明在使用灌浆加固技术之后路面沉陷得到了很好的改善。

关键词：路基沉陷；灌浆压力；注浆工艺；施工技术

1工程概况

某公路埋设有11条穿路涵管，为钢筋混凝土管。埋设时，基槽开挖深度为4m，回填料为级配碎石。由于施工条件的限制，回填料压实不充分，存在孔隙率

大、压实度差的情况。回填土体（料）在自身稳定过程和上部加载后，产生较大

的沉降变形，造成涵管附近路基的不均匀沉降，影响公路的安全使用，为此需

对回填土体进行加固处理。根据该工程实际情况，经认真分析，采用袖阀管法

静压注浆方案耐回填土进行加固处理，以增加回填土的密实度，提高强度和压

缩模量，减少沉降变形。

2灌浆加固的机理及应用

在公路的建设工程当中经常会出现半填半挖或高填方路基的路段。因为施工等因素的影响，在这些公路投入运营之后，经过几年使用期，往往会在一

些填挖交界及高填方路段出现不同程度的沉降，而当局部沉降量较大时，就会

发生路堤滑移、路面沉陷等病害，从而严重影响高速公路的通行状况。

灌浆加固技术是处理公路路基沉陷处理的一个经济实用的工艺。压力灌浆是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入土体孔隙或建筑物的裂隙中，使

被加固体物理力学性能得以改善。浆液注入被加固体后以填充、透、挤密等方

式，挤出土体颗粒或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，浆体凝结后硬化

后则将原来松散或不密实的土体胶结成一个整体，形成一个有较高强度，较好

的水稳定及化学稳定性的结构整体。由于地层中土体的不均匀性，通过钻孔向

土层中加压灌入一定水灰比的浆液，一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体，

钻孔周围土体被挤压充填，紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切，形成塑性变形

区，离浆体较远的土体则发生弹性变形，钻孔周围土体的整个密度得到提高。

另一方面随着灌浆的进行，土体裂缝的发展祁浆液的渗透，浆液在地层中形成

方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体，纵模交错的浆脉随着其凝结

硬化，造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触，沿灌浆管形成不规则的、直

径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基，相互共同作

用起到控制沉降、提高承载力的作用。

3灌浆加固处理方案

3.1方案特点

3.1.1充填挤密作用

浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生充填及挤密作用，从而改

善和根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制。

3.1.2加筋土及树根桩作用

采用袖阀管式静压灌浆，使土体强度在多次注浆中得到提高，使土体与

凝结体结合在一起，具有“加筋土”及“树根桩”的优点，可增加地基承载力。

3.1.3分层注浆、均匀性好

因袖阀管注浆中灌浆段的设置和截止阀的单向性，可分层、多次灌注，注

浆量可控制；还可根据需要设置直孔或斜孔，从而提高了注浆加固的均匀性。

3.2处理范围及注浆孔位布置

处理范围为基槽开挖深度内回填料，在lI个涵管两侧各布置一排垂直注

浆孔，每排10孔，合计220孔，两侧孔距2. 5m，灌浆深度为4．Om（根据现场开槽深度调整）。注浆材料为强度等级32.5普硅水泥，浆液密度1.6-1. 8g/cm3，

3.3注浆工艺流程

定孔位一钻孔一下注浆外管一制浆一下注浆内管一注浆一补灌一结束。

3.4施工程序

(1)放线定孔位。准确测定涵管的外轮廓线，按设计要求放线、定孔位，并

设置孔位标志。

(2)钻孔。将钻机安置在所钻孔位置，钻机安放稳定牢固，立轴竖直，经验

测孔位后方可开钻。钻进过程中，要详细记录钻进情况，包括地层情况，孔位

移动距离、方向，异常情况、处理措施，钻孔深度等，经现场技术人员验收合格

后，方可移孔。孔位偏差不得大于5cm。

(3)下注浆外管。将制作好的注浆外管平稳地置入孔内，下至设计深度其

连接要牢固，各截止阀一定要可靠，并准确记录各灌浆段位置。

(4)制浆。按设计配合比或浆液密度搅拌浆液，使用普通搅拌机搅拌浆液

时间应不小于90s，制备好的浆液放置时间不得超过4h，每孔每段注浆结束后，

要计量水泥用量。

(5)洗孔。为保证注浆的效果，在每次注浆完成后，要对注浆孔进行洗孔，

用优质泥浆完成，确保下次注浆顺利进行。

(6)补灌。在注浆量及压力达到要求后，对注浆外管进行封口补灌，使管

内填满灰浆。

4灌浆技术要求

4.1材料

(1)水泥。灌浆采用普硅水泥R32.5：水泥细度要通过80Um方孔筛，其筛

余量不太于5%;灌浆用的水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的

水泥。水泥不应存放过久，出厂期超过三个月的水泥不应使用。

(2)水。灌浆用水应符合相关规定，拌浆水的温度不得高于40℃。

4.2设备

(1)钻孔设备。钻机和钻头应根据工程地质条件选用，宜采用回旋式钻机

或冲击式钻机。

(2)灌浆设备。灌浆泵性能应与灌浆浆液浓度相适应，容许工作压力应大

于最大灌浆压力的1.5倍。搅拌机应保证均匀连续的拌制浆液，灌浆前应试运

行。灌浆管路应畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。灌浆泵和灌浆孔口处均

安装压力表。

4.3浆液配制

制浆材料必须称量，称量误差小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法。